长江口深水航道治理工程091091叶爱民港口航道与海岸工程工程简介：1998年开始的长江口深水航道治理工程历时13年，耗资157.6亿元人民币，打造出了一条长达92.2公里，底宽350米到400米的双向水上高速通道，它不仅是迄今为止中国最大的水运工程，也是世界上最大的河口治理工程，这项工程的实施，打通了长江口通航的瓶颈，让长江航运网络与国际海运网路对接，真正实现了江海直达。
一、长江口治理的背景航运的兴衰对一个地区的发展有着很大的影响，比如开封在北宋时期，由于航运交通的发达和便利，曾一度成为中国的政治经济和文化中心，北宋著名画家张择端在他的传世之作《清明上河图》中为我们生动地描绘了汴河航运所造就的这座繁华都市，当时的汴京开封，人口已达到100多万，是当时世界上最繁华的城市之一，应该说，开封的历史与河流航道息息相关，开封的兴盛是得益于汴河水运的通畅，而开封的衰败则要归罪于汴河水运航道的淤塞，由于汴河航道被堵塞，开封逐渐衰落了，昔日的繁华一去不复返，尽管今天的开封市人口已达到500万之多，但地位早已远逊当年。
航道兴，则经济兴，经济兴，国家才能崛起，在经济全球化的今天，世界经济的70%都集中在沿海200公里的范围之内，人类的所有经济活动，无论是物质交流，人员交流还是信息的占有，大部分仍然是依靠航运来完成的，航运被认为是经济发展的关进因素。
我国的上海曾被誉为是世界上的第一大港，它和鹿特丹有着相似的经历，经历海陆变迁，地处长江入海口的上海，在南宋末年逐步发展成为新兴的贸易港口，19世纪后期，上海的航线也辐射到东南沿海和东南亚各国，而到了20世纪30年代，上海港货物吞吐量达到1400万吨，成为世界第七大港，并且跃居成为当时东亚最大的航运、经济、贸易和金融中心。
然而时至20世纪80年代，上海在作为中国经济的中心，其航运发展已明显滞后，“上海上海，有江无海”，这句在当时已流传多年的俗语，生动反映了当时上海航运发展的桎梏。
反观长江，全长6300公里的长江，是我国第一、世界第三大河，他穿越中国西南，华中和华东三大地区，是横贯我国东中西部的一条运输大通道，长江干流的通航里程长达2838公里，素有“黄金水道”之称，长江就如同中华大地的血脉，滋养着华夏大地的万物兴荣，它肩负着沟通中国内地与沿海，联通中国与世界的重任。
自改革开放以来到20世纪90年代，长度是莱茵河三倍的长江，其货运总量却不及莱茵河的十分之一，究其原因，长江口的拦门沙就是罪魁祸首。
一路南下的长江在到达吴淞口之后，变得浩浩渺渺，水天相接，江面宽达90公里，就如同海面一样。
随着长江流速的减慢，，江水携带泥沙的能力也大大降低，再加上咸淡水在长江口交汇的缘故，从上中游冲刷而来的泥沙，逐渐沉降下来，日复一日，年复一年，在这里就形成了一大片的泥沙浑浊带和浅水区，成为拦门沙。
长江口的拦门沙十分巨大，他的南北从启东到南汇共有90公里，这样巨大的沙体没在国际河口中是比较少见的。
每年4.8亿吨泥沙不断在长江口淤积，形成长达越60公里的混浊浅滩。
正是因为拦门沙的缘故，长江口通而不畅，从1978年开始，这里常年有专业船只进行疏浚，可即便是这样，水深也只能勉强达到7米这就意味着2.5万吨货轮只能乘着涨潮的时候，才能顺利通过长江口，众多大型船只无法通过。
长江沿岸的钢铁企业，他所需要的铁矿石80%以上是通过水路运输的，70%的原油也是通过长江口和长江在合格水运通道来运输的。
如果长江口航道被堵塞，未来不仅仅是上海，整个长江流域乃至整个中国都将受到巨大影响。
一寸水深一寸金，货轮吃水每增加一厘米，就能多装载货物100多吨，航道的水越深，货轮转载和减载的次数就越少，运输成本也随之降低。
20世纪中期以后，船舶的大型化趋势越来越来明显，这使得船舶对航道水深的要求也越来越高，许多国际货轮，只有通过中转减载再能通过长江口进入中国内地，这种情况严重制约了长江沿江经济的发展，阻碍了中国对外经贸的发展，长江口到了不得不治理的境地。
然而长江口由于其天然因素，治理难度相当大。
长江口潮差比较大，一般在三米左右，沙洲冲淤不定，河势动荡变幻，江面宽阔，许多专家在亲临现场之后都表示对此毫无办法。
二、长江口深水航道治理工程的实施尽管新中国成立后，一大批专家学者对长江口治理进行了长期多学科系统研究，但是长江口到底能不能治理，该如何治理，这个问题依旧没有一个明确的答案。
1992年党的十四大明确指出：要尽快把上海建设成国际经济、金融、贸易中心，带动整个长江三角洲和整个长江流域的经济新飞跃。
却没有提及将上海建设成为一个国际航运中心，其原因就在于世界各国通向上海内河的货轮被长江口拦门沙挡住了去路，在连5万吨货轮都进不了长江口的情况下，上海是不可能建设成国际级航运中心的。
为了解决长江口航运的瓶颈，1992年国家计委将长江口拦门沙航道演变规律与深水航道整治方案研究列入了国家85国家科技攻关计划，历时5年的85科技攻关终于取得了突破，长江口拦门沙演变规律的研究成果集聚了一百多位专家的集体智慧，长江口深水航道12.5米的整治方案被正式提出。
1997年9月，长江口升水航道建设领导小组召开了治理工程汇报会，会议认为长江口是可以治理的，而且目前长江河势处于相对稳定时期，有利于采取科学合理的治理方案施工，会议还确定了南港北槽的治理方案，工程应当以整治和疏浚相结合，整治建筑物有分流口工程，南北各长约50公里的双导堤及19座丁坝组成，并依靠疏浚最终形成12.5米的航道水深。
本着“一次规划，分期建设，分期见效”的原则，深水航道工程将氛围三期分步实施，使水深分阶段增深到8.5米、10米和12.5米，能够满足第三、第四代集装箱船全天候通航，第五代集装箱船及10万吨散货船趁潮进出的要求。
（1）一期工程1998年1月27日，长江口深水航道整治工程正式开工。
然而在长江口施工，就如同在海面上施工，自然条件极其恶劣，一期工程需要建造的导堤、丁坝总长度达到50多公里，工程量十分巨大，在工程全面开工前，要率先进行的试验段施工，它对整个工程是否能够顺利实施相当关键，尽管试验段的堤坝长度只有600米，可是大家遇到的困难却是大大超出了想象。
首先，一年365天，能够开工的日子只有180天左右，其次，在试验段的施工过程中，大家就发现当时开进长江口的常规施工船舶，根本就无法适应这项工程的要求。
于是，中交集团的几家主力公司就依托于各家单位自己的技术优势，各自研制和开发了适合于长江口的专用施工设备，如创新设计的铺排船、整平船和吊装船。
除了大量施工船舶需要改造外，如何保护护底的稳定，是决定整治建筑物成败的关键，护底的问题解决了，整治建筑物才能够顺利的建设。
可是，要在地基松软的河床上，建起一百多公里的稳固堤坝，最大的难题就是怎么把软体排铺设到海床上。
中国传统的水工建筑，都是采用柴排护底来起到稳固水下地基的作用，然而这种传统方式在长江口整治工程中却显得很不现实，100多公里的堤坝需要消耗大量的宝贵木材。
为了解决这个问题，建设者们创造性的想到了使用土工布，，将长江里的天然泥沙装入土工布做成的沙袋中，再用铺排船将土工布沉入江底，形成软体排，土工布的作用，相当于在河底铺上一层沙被，然后穿透沙被打进塑料排水板，再铺上一层混凝土连锁快，再铺上一道道长条形的沙袋，保护河床在施工过程中不变形，之后再抛下石块整平，最后将混凝土沉箱安放上去，沉箱填沙之后重量增加，从而构建成长堤。
2001年3月，一期工程提前了九个月竣工，长江口航道也发生了历史性的变化，水深由7米增加到8。
5米，万吨级货轮不再需要趁潮即可进港，一期工程使长江口的通航能力整整翻了两番，上海港集装箱吞吐量的世界排名也大跨步提高。
可是，之后连续五次台风肆掠，江水挟带着大量泥沙进入长江口航道，当年9月，竣工不久的航槽中泥沙骤增，局部水深从8.5米回淤到7.3米，有人开始质疑工程的可实施性，即使工程勉强时长江口达到了目标水深，可严重的泥沙回淤最终还会淤塞航道，二期工程是否继续实施，也受到了很多争议。
经过反复研究，原因终于被找了出来。
由于横沙东段的窜沟，并没有封堵，留下了水流动力场的缺陷，进而导致了回淤。
这是工程实施的步骤所引起的，并不是技术本身的错误。
由于整治建筑物导堤太短，约束不了水流，所以要把导堤加长，按照二期工程的一部分先实施，提前完成，这就是所谓的完善段工程。
当南北导堤分别被延伸，并新增加了四座丁坝后，回淤的问题也得以解决。
（2）二期工程直到2002年4月，长江口治理二期工程才正式开工。
二期工程的主要任务是整治建筑物施工，由于施工地点不断在向外海延伸，风浪流的影响更大，施工难度也更大，然而如何将导堤建起，才是工程的难题。
导堤是由空心方块斜坡堤和半圆形沉箱等新型结构组成的，他的作用主要是导流、挡沙、减淤，导堤之所以要建成半圆形，是因为导堤建设在海里，肯定要受到拨浪力的作用，而圆弧面受到的波浪力比较小，波浪力小了之后，它自身稳定要求的重量就轻，对地基处理的要求就减弱，从而有很多有点。
2002年12月，二期工程中第一批总长320米的16个半圆形沉箱安装完毕，不料在一场寒潮大风过后，这些重达1200吨的沉箱全被冲散开来。
2002年12月24日，二期工程N2B标段被迫全面停工，经过深入分析和实验论证，长江口地基土软弱，风大浪高，沉箱底下的地基土可能会在大风浪的作用下发生软化，从而造成地基失稳破坏。
解决的办法就是，在水下施工时，可以先把地基软土中的水分排出，从而提高地基土强度。
2003年11月18日，二期工程重新开始施工，在2004年12月8号和10号，最后两个标段全部竣工完成，2005年3月底，长江口深水航道二期工程提前完成建设任务，航道水深由8.5米增加到10米，航道长度74.471公里，航道底宽350~400米，从而为上海港货物吞吐量持续告诉增长提供了保障，2004年上海港货物吞吐量近3.8亿吨，跃居为世界第二大港，集装箱吞吐量打到1455万TEU，位居世界第三，这些都是10米航道水深带来的直接贡献。
（3）三期工程二期工程的完工，预示着整治建筑物的施工已全部完成，2006年9月，正式开工的三期工程计划用三年时间把长江口主航道从10米加深到12.5米，航道长度家倡导92.2公里，但似乎仅仅依靠每年6000万立方米的挖泥量，也只能将航道水深维持在10米，泥沙回淤大大超出预计，通过观察发现，这次回淤的区段相对集中，而且形式是悬沙回淤。
其实早在三期工程开工不久后，就已经开始了减淤研究，截止到2008年底，他们利用大量现场观测分析和数学模型、物理模型试验的数值分析，先后制定出100多套减淤方案而最终被选中的方案，代号“YH101”，意为“优化101”，YH101方案提出了增加11座丁坝长度，缩窄北槽上中段河宽，束窄水流，以加大水流的冲沙能力。
